[发明专利]板状二氧化锰纳米粒子的制备方法

说明书

根据本发明的制备方法是使用胺类偶联剂来制备板状二氧化锰纳米粒子。由此制备的板状二氧化锰纳米粒子可以与碳类导电材料适当地混合，因此可以用作用于赝电容器的正极材料。

技术领域

相关申请的交叉引用

本申请要求于2017年11月10日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2017-0149678的申请日的权益，其全部内容通过引用并入本说明书中。

本发明涉及一种板状二氧化锰纳米粒子的制备方法。

背景技术

超级电容器是一种能量存储装置，并且其应用领域从小到大都不同地扩展。超级电容器的特征为高充电/放电速率和长充电/放电循环寿命。在超级电容器中，赝电容器使用金属氧化物作为正极材料。近来，由于二氧化锰具有宽的工作电压范围，因此已经进行了许多研究。

为了提高电容器每单位质量的能量存储能力，频繁地进行研究以提高金属氧化物的表面积。顺便提及，在形成具有0维结构的纳米粒子并减小金属氧化物的粒径以提高表面积时，需要大量的导电材料，并且粒子之间的界面电阻增加。另外，由于具有1维结构的二氧化锰粒子基本上具有隧道形晶相，如果增加结晶度，则离子的进出只能在一个方向上进行，因此输出特性可能劣化。为了弥补这点，考虑到导电材料的重量，将少量二氧化锰粒子粘附到导电材料上的方法对总能量密度有限制。

另一方面，还进行了研究以制备球形无定形粒子或独特形状的金属氧化物粒子，但是在大多数情况下，粒子粘附到导电材料上而生长，或者制备方法复杂。

因此，本发明旨在通过使用如下所述的胺类偶联剂来制备板状二氧化锰纳米粒子，并且涉及可以与碳类导电材料适当地混合并因此可用作用于赝电容器的正极材料的板状二氧化锰纳米粒子。

发明内容

技术问题

本发明的一个目的是提供一种板状二氧化锰纳米粒子的制备方法。

本发明的另一个目的是提供通过所述制备方法制备的板状二氧化锰纳米粒子。

本发明的又一个目的是提供一种包含所述板状二氧化锰纳米粒子的用于氧化还原电容器的正极。

技术方案

为了实现上述目的，本发明的一个实施方案提供一种板状二氧化锰纳米粒子的制备方法，包括以下步骤：将胺类偶联剂添加到含有锰盐的水溶液中使它们反应(步骤1)；和将氧化剂添加到步骤1的产物中使它们反应(步骤2)。

在下文中，将详细描述本发明的实施方案的每个步骤。

将胺类偶联剂添加到含有锰盐的水溶液中使它们反应(步骤1)

步骤1是使锰盐与胺类偶联剂反应从而使最终制备的二氧化锰具有板状形状的步骤。

步骤1中使用的胺类偶联剂通过与锰离子结合使得二氧化锰纳米粒子具有板状形状。优选地，胺类偶联剂可以包含一个胺基并且可以包含约一个羧基或硫醇基。胺基用于与锰离子结合，并且在两个或更多个胺基的情况下，存在与锰离子的结合强烈并且使二氧化锰的产率劣化的问题。

优选地，胺类偶联剂是由下面化学式1表示的化合物：

[化学式1]

在化学式1中，

R₁是天然氨基酸残基，

R₂是COOH或CH₂SH。